package leetcode.Hot100;

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashSet;
import java.util.List;

/**
 * @author Cheng Jun
 * Description: 给你一个含 n 个整数的数组 nums ，其中 nums[i] 在区间 [1, n] 内。请你找出所有在 [1, n] 范围内但没有出现在 nums 中的数字，并以数组的形式返回结果。
 * <p>
 * 来源：力扣（LeetCode）
 * 链接：https://leetcode-cn.com/problems/find-all-numbers-disappeared-in-an-array
 * 著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权，非商业转载请注明出处。
 * @version 1.0
 * @date 2021/11/24 22:14
 * 进阶：你能在不使用额外空间且时间复杂度为 O(n) 的情况下解决这个问题吗? 你可以假定返回的数组不算在额外空间内。
 */
public class findDisappearedNumbers {

    public static void main(String[] args) {
        // System.out.println(findDisappearedNumbers(new int[]{2,2,1}));
        // System.out.println(findDisappearedNumbers1(new int[]{2, 2, 1}));
        System.out.println(findDisappearedNumbers3(new int[]{4, 3, 2, 7, 8, 2, 3, 1}));
    }

    // 常规解法
    public static List<Integer> findDisappearedNumbers(int[] nums) {
        HashSet<Integer> numberSet = new HashSet<>();
        for (int i = 1; i <= nums.length; i++) {
            numberSet.add(i);
        }
        for (int num : nums) {
            numberSet.remove(num);
        }
        return new ArrayList<>(numberSet);
    }

    // 原地Hash 循环nums 把每个元素nums[i] 放到对应的下标 nums[i] - 1 下
    // 然后 再次循环遍历一遍，if nums[i] !=  i+1 then list.add(i+1)
    public static List<Integer> findDisappearedNumbers1(int[] nums) {
        List<Integer> resultList = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            // 原地 Hash
            if (nums[i] != i + 1) {
                int targetIndex = nums[i] - 1;
                if (nums[targetIndex] != nums[i]) {
                    int temp = nums[targetIndex];
                    nums[targetIndex] = nums[i];
                    nums[i] = temp;
                    i--;
                }
            }
        }
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            if (nums[i] != i + 1) resultList.add(i + 1);
        }
        return resultList;
    }

    // 原地Hash 循环nums 把每个元素nums[i] 放到对应的下标 nums[i] - 1 下
    // 然后 再次循环遍历一遍，if nums[i] !=  i+1 then list.add(i+1)
    public static List<Integer> findDisappearedNumbers2(int[] nums) {
        int length = nums.length;
        int index = 0;
        List<Integer> resultList = new ArrayList<>();

        while (index < length) {
            if (nums[index] == index + 1) {
                index++;
            } else {
                int targetIndex = nums[index] - 1;
                if (nums[targetIndex] == nums[index]) {
                    index++;
                } else {
                    int temp = nums[targetIndex];
                    nums[targetIndex] = nums[index];
                    nums[index] = temp;
                }
            }
        }
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            if (nums[i] != i + 1) resultList.add(i + 1);
        }
        return resultList;
    }

    // 推荐
    // 如果 i 出现了, 就把nums[i-1]的数字加 length，然后把每个位置的数字和length比较
    public static List<Integer> findDisappearedNumbers3(int[] nums) {
        int length = nums.length;
        List<Integer> resultList = new ArrayList<>();
        for (int num : nums) {
            int index = (num - 1) % length;
            // 在对应下标位置加 上length 表示存在
            nums[index] += length;
        }
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            // 注意 nums[i]小于等于length，表示数字 i+1 未出现过
            if (nums[i] <= length) {
                resultList.add(i + 1);
            }
        }
        return resultList;
    }
}
